По определению, приведенному в НПДБО Республики Калмыкия, "адаптивно-ландшафтное землепользование основывается на соответствии хозяйствования природной обстановке территории, на приоритете растений как главного системообразующего фактора. Необходимо, исходя из биологических и агротехнических требований сельскохозяйственных растений, найти отвечающую им агроэкологическую обстановку или создать ее путем последовательной оптимизации ограничивающих факторов" (с. 136) (Субрегиональная национальная программа..., 1999).
Адаптивно-ландшафтный принцип предполагает в своей основе неистощительный (сбалансированный, компенсаторный) характер землепользования в отличие от сложившегося ныне, обусловленного совокупностью исторических, социально-экономических и других факторов и приведшего к деградации растительности, почв, животного мира и в целом среды обитания человека. Антропогенная деградация является прямым следствием природопользования, основанного на неисчерпаемости и возобновляемости естественных ресурсов биосферы. Адаптивно-ландшафтный принцип предполагает систему землепользования адаптированную (приспособленную) к динамически равновесному ходу процессов обмена вещества и энергии в ландшафте и направленную на поддержание баланса между расходом ресурсов и их восстановлением, что является необходимым условием реализации концепции устойчивого развития социума. За эталон принимаются экосистемы в естественных (заповедных), не нарушенных антропогенной деятельностью условиях. В антропогенно преобразованных экосистемах динамически равновесный эталонный режим некоторых характеристик (водный баланс, эрозия-аккумуляция и др.) достижим локально в отдельных экосистемах (лес, участки-заказники постоянного залужения и др.) и даже на относительно больших территориях водосборов. Наиболее трудно достичь эталонного баланса биомассы из-за безвозвратного ее изъятия для питания человека и нужд промышленности. Однако при использовании адаптивно-ландшафтных систем земледелия вполне достижим субэталонный равновесный баланс биомассы, что обеспечивает соответствующий режим почвенного плодородия и реградацию почвенного покрова в деградированных экосистемах.
Хотя, как отмечается в Национальном плане (Субрегиональная программа..., 1999), общепринятой системы оценок земель и агроландшафтов нет и имеются работы по анализу ландшафтов, например по оценке земель при землеустройстве (Чупахин, 1987; Лопырев 1995). Как правило, используется следующая система оценок:
--
структура и качественное состояние угодий - площадь и доля пашни, многолетних насаждений, лесов, лугов и пастбищ, дорог и т.д.;
--
особенности рельефа и геологического строения местности: форма склонов и водосборов; распределение склонов по крутизне, протяженности, экспозиции; расчлененность территории овражно-балочной сетью; геологическое строение и геоморфология местности; характеристика эрозионных процессов;
--
описание и характеристика почв по типам, видам и качественному состоянию: физико-механическим, водно-физическим и агрохимическим свойствам; характеристика материнской почвообразующей породы;
--
типы и виды растительности: структура посевных площадей; площадь лесных насаждений различного назначения; облесенность пашни, оврагов и земель различной степени эродированности; возраст и породный состав лесной растительности; характеристика сенокосов и пастбищ различных видов (заливных, суходольных, чистых, улучшенных и пр.); продуктивность естественных кормовых угодий;
--
типы и виды животных: количество и видовой состав популяций; плотность и месторасположение основных видов животных, птиц, насекомых; количественный и видовой состав почвенных микроорганизмов;
--
климатические условия;
--
системы земледелия: использование пашни (применяемые севообороты и степень их освоения, размеры и формы полей севооборотов, виды основной обработки почв, количество и площадь эрозионно опасных ложбин и их залужение, применение удобрений и химических средств мелиорации земель и защиты растений); лесных угодий, сенокосов и пастбищ, водных источников;
--
социально-экономические условия функционирования агроландшафта: средняя многолетняя урожайность основных сельхозкультур и угодий; себестоимость сельхозпродукции; ежегодный экономический ущерб от деградации земель и стоимость природоохранных работ; санитарно-гигиеническое и эстетическое состояние агроландшафта;
--
обеспечение условий экологического равновесия.
Требуется же комплексная оценка условий функционирования всего природно-территориального комплекса (ПТК). Основная сложность и трудность такой оценки - в приведении частных характеристик различных составных частей ПТК к единой оценочной шкале. В настоящее время наиболее приемлемой для этих целей представляется биоэнергетическая шкала оценок.
Субрегиональная Программа действий по борьбе с опустыниванием в качестве одного из основополагающих принципов предусматривает оптимизацию соотношения элементов ландшафта. Оптимально организованный агроландшафт - это совокупность естественных и искусственных биогеоценозов, составные части которых находятся в строго определенных количественных и качественных вещественно-энергетических соотношениях.
Оптимизация соотношений сельскохозяйственных и лесных угодий осуществляется по критериям экологической устойчивости и биологической продуктивности на основе, прежде всего законов функционирования агроэкосистем (законы оптимума, генетического разнообразия, незаменимости и совокупного действия составных частей, возврата веществ, плодосмена) и социально-экономических факторов.
Эти законы могут соблюдаться наиболее полно, если соотношение сельскохозяйственных и лесных угодий в агроландшафтах будет адекватно природным закономерностям окружающей среды, элементы агроландшафтов будут совместимы со строением природных ландшафтных комплексов, соответствовать своему месту расположения и сложившимся естественным условиям и характеристикам вещественного энергетического баланса.
Одним из современных направлений экологизации сельского хозяйства, развивающиеся за рубежом является так называемое "устойчивое сельское хозяйство". По данным специалистов сельского хозяйства США устойчивое сельское хозяйство представляет собой комплексную систему земледелия и животноводства, применяемую к конкретным объектам, которая, позволит надолго удовлетворять потребности человека в продовольствии и сырье; улучшит окружающую среду и укрепитбазу природных ресурсов, от которых зависит экономика сельского хозяйства; даст возможность с максимальной эффективностью использовать невозобновляемые ресурсы земледелия и животноводства и, где позволяют условия, управлять природными биологическими циклами; поддерживать рентабельность ферм и пастбищ; улучшать качество жизни земледельцев, животноводов и общества в целом (Хорн, 1995). Вопросы агроэкологической оптимизации ландшафта достаточно подробно рассмотрены в учебном пособии "Агроэкология", опубликованной в 2000 году под редакцией В.А.Черникоа в МСХА.
В развитых странах активно развивается направление, предусматривающее создание новых форм сельскохозяйственного производства, которые предназначены минимизировать негативное воздействие на окружающую среду с учетом энергетических, экономических, социальных аспектов. Совокупность новых форм в зарубежной литературе получила название альтернативное сельское хозяйство (Alternative agriculture). Первоначально альтернативные сельскохозяйственные системы базировались на минимизации использования средств химизации за счет более широкого использования органических удобрений, биологических средств защиты растений, оптимизации севооборота. Такое направление в американской и западноевропейской литературе обозначается обычно такими терминами как органическое сельское хозяйство (organic farming), "зеленые" фермы (green "farms"). Исследуется еще одна форма альтернативного сельского хозяйства - так называемые фермы комбинированного энергоснабжения (Energy integrated farms) основной целью которых является минимизация использования невозобновляемых источников энергии и более широкое использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии.
Большое значение в этой системе придается проведению таких агротехнических мероприятий, как минимизация почвообработки, оптимизация ротации, совершенствование систем полива, создание ветроломных полос.
На ранней стадии развития систем альтернативного сельского хозяйства были достигнуты определенные успехи в повышении экологической чистоты сельскохозяйственных продуктов, но в то же время по сравнению с традиционными формами производительность таких систем была ниже. Кроме того, альтернативные системы характеризовались более высокими трудозатратами. Это подтверждают результаты исследований, проведенных в США в начале 80-х годов. Были исследованы традиционные и альтернативные методы (органическая система) выращивания кукурузы, пшеницы, картофеля, яблок. В основу исследований был положен энергетический подход. У зерновых культур урожайность при органической системе была всего на 1-4 % меньше, а трудозатраты в 1,3-2,1 раза выше, чем при традиционной системе. В то же время органическая система имела преимущество по коэффициенту энергетической эффективности (в 1,3-1,7 раза). Для картофеля и яблок наблюдалось преимущество традиционной системы по всем показателям.
Сравнительный стоимостный анализ традиционных и альтернативных систем также показывает существенные различия между отдельными культурами. Для зерновых культур, в общем, наблюдается преимущество органической системы, хотя оно и не всегда велико. При сравнении двух типов зерновых ферм в штате Пенсильвания (США) прямые затраты в расчете на тонну зерна альтернативных ферм оказались в 2 раза ниже, чем традиционных.
Урожайность сельскохозяйственных культур все же пока является основным негативным фактором, препятствующим широкому распространению альтернативных сельскохозяйственных систем по различным странам. Кроме того, фермерам, практикующим альтернативное сельское хозяйство, фактически не всегда удается добиться высоких экологических стандартов сразу по всем параметрам. В связи с этим в зарубежных странах разрабатываются концепции "динамически равновесного" и "устойчивого" сельского хозяйства. "Динамически равновесное", дословно - поддерживающееся сельское хозяйство (sustainable agriculture) не является устоявшимся термином. По определению специалистов технического комитета консультативной группы по международным сельскохозяйственным исследованиям (Сgiar) "динамически равновесное" сельское хозяйство должно обеспечивать рациональное использование материально-энергетических ресурсов, приспосабливаясь к меняющимся потребностям в продуктах питания и одновременно обеспечивая экологическое равновесие в окружающей среде.
В настоящее время наиболее приближающейся к системам "динамически равновесного" или "устойчивого" сельского хозяйства являются искусственно создаваемые "агролесные" экосистемы (Agro forestry, farm forestry), агролесомелиоративные экосистемы (Кретинин, 1995).
В "агролесных" экосистемах экологическое равновесие достигается путем оптимального сочетания типичных агроэкосистем (посевов какой-либо сельскохозяйственной культуры или животноводческих ферм с пастбищами) с преднамеренно интродуцируемыми различными породами деревьев. При широком развитии таких систем могут быть в значительной степени решены экологические проблемы, связанные со сведением лесов и деградацией почвенного покрова. Особенно эффективным считается использование древесных и кустарниковых пород многоцелевого назначения. С этой точки зрения наиболее изученными являются породы, произрастающие в субтропическом и тропическом поясе. К ним, в частности, относятся эвкалипт, кипарис и особенно акация белая (Acacia albida) и Леукаена (Leucaena leucocephala), а также другие древесные породы, в том числе фруктовые деревья.
Породы многоцелевого назначения способствуют фиксации почвенного азота (например, акация белая) и тем самым увеличивают плодородие почв. Фруктовые деревья дают дополнительную сельскохозяйственную продукцию, молодые побеги деревьев и кустарников могут служить в качестве корма для сельскохозяйственных животных. Наконец, деревья могут использоваться в качестве топлива или в виде строительных материалов, для производства мебели, кустарных промыслов, в лекарственных целях и т.д. В условиях ЮВ ЕЧР лесоаграрная концепция освоения аридных территорий обоснована во ВНИАЛМИ (Петров, 1985, 1986; Агролесомелиоративные исследования..., 2001).
Обобщение им зарубежного и отечественного опыта дало основание предложить следующую стратегическую схему борьбы с деградацией земель в РФ: разработка региональных и субрегиональных планов действий борьбы с опустыниванием, составление генеральных схем, проектирование и реализация антидезертификационных мероприятий. Главным механизмом реализации данной стратегии является перевод сельскохозяйственного производства с пути ресурсозатратного природопользования на ландшафтное адаптивное при комплексной мелиорации и непременном использовании агролесомелиорации по следующей схеме: 1-первичная лесомелиоративная адаптация хрупких агроэкосистем; 2-адаптивное управление агроресурсным потенциалом лесоаграрных ландшафтов через комплексную мелиорацию; 3-адаптация технологий природопользования в лесоаграрных ландшафтах; 4-адаптация состава флоры и фауны; 5-оптимизация социально-экономической сферы села.
Лесомелиорация применяется на всех этапах адаптации агроэкосистем. Наиболее значителен ее вклад в первичную адаптацию, когда с помощью специализированных видов лесонасаждений территории, затронутые опустыниванием, трансформируются в устойчивые лесоаграрные ландшафты - совокупность лесных насаждений, культурной и дикой растительности различных жизненных форм, а также находящихся на территории животных и населения. В зависимости от природно-климатических условий в аридной зоне могут формироваться разные виды лесоаграрных экосистем. Основными из них являются агролесная (сельскохозяйственные культуры под защитой лесонасаждений), агролесопастбищная (сельскохозяйственные культуры, пастбища, животные и лесонасаждения) и лесопастбищная (пастбища, животные и древесные растения).
В целом современную разработку проблемы можно охарактеризовать следующим образом. В настоящее время разработаны методологические основы ландшафтной лесомелиорации, критерии оценки, картографо-математическая модель функционирования нарушенных аридных экосистем, позволяющая определять предельно допустимые антропогенные нагрузки. На основе методологии ландшафтной агролесомелиорации разработана концепция адаптивно-ландшафтного обустройства деградированных земель (Агроландшафтное обустройство водосборов, 1999).
Ландшафтное планирование, распространенное в Западной Европе основано на покомпонентном анализе природных сред. Основные задачи планирования - определить ориентиры устойчивого развития, но это направление мало учитывает естественный ландшафт, что связано со спецификой территории. Если в Центральной Европе основное освоение, в т.ч. сельскохозяйственное произошло еще в 12-14 веках и ландшафт очень сильно трансформирован, то в условиях Юго-Востока он массово стал заселяться только 300-400 лет назад, а полное сельскохозяйственное освоение произошло только 100-120 лет назад. Поэтому природная основа сохранилась достаточно хорошо. Важную роль играет и то обстоятельство, что Западная Европа находится в благоприятных климатических условиях в зоне в основном широколиственных лесов с максимальным экологическим потенциалом. Ландшафты здесь имеют высокую устойчивость и наибольшую природную производительность.
В условиях жесткого аридного климата ландшафт менее устойчив, "хрупок", больше подвержен влиянию климатическим изменениям, и здесь необходимы другие подходы. Важным является оценка потенциала, устойчивости изучения эволюции и динамики ландшафта с ограниченным набором ландшафтообразующих приемов.
Поэтому для ЮВ ЕЧР, расположенного в иных условиях, необходима разработка специфичной для данного региона концепции, учитывающей международный опыт ландшафтного планирования. В этом случае ближе будет адаптивно-ландшафтный подход, основанный на приспособлении естественной структуры к его использованию, а не наоборот, практически сначала изменив его, опробовав разные методики. Необходима новая концепция, позволяющая находить оптимальную структуру использования ландшафта с учетом его поддержания и нагрузок, не превышающих его потенциальные возможности.
Выводы
На основании анализа литературы можно сформулировать следующие основные эколого-географические, адаптивно-ландшафтные и агролесомелиоративные принципы организации территории, экологически оптимального ландшафта и агроландшафта.
--
Агроэкология и ландшафтоведение являются науками, на базе которых можно спроектировать оптимальный, экологически устойчивый агроландшафт.
--
Наиболее перспективным направлением экологизации сельского хозяйства является переход на адаптивно-ландшафтные системы.
--
Важным способом оптимизации является создание системы ЗЛН.
--
Агроландшафт не должен быть однообразным. Приоритет надо отдать растительному покрову. Как правило, лучшие угодья должны быть отданы сельскому хозяйству, но необходимо стремиться к максимально возможному увеличению площадей под древесными насаждениями, используя рекультивированные площади, пустоши и часть малопродуктивных сельскохозяйственных угодий.
--
Для поддержания природного равновесия целесообразно экстенсивное "приспособительное" использование земель. Естественные ценозы полнее используют солнечную энергию и воду, чем культурные. В проектах организации территории ландшафта должно быть отведено место для охраняемых территорий не менее 25-30 %.
--
Основные принципы создания оптимальных агроландшафтов - принципы адаптивности (приспособления), совместимости компонентов, экологического разнообразия и баланса и экономичности.
--
В настоящее время еще недостаточно подробно разработана методика комплексной агроэкологической оценки ландшафтов для внедрения адаптивно-ландшафтных систем земледелия, опыта применения их для конкретных хозяйств очень мало.
--
Разработанное в Западной Европе ландшафтное планирование территории может использоваться в условиях аридного Юго-Востока в ландшафтах с невысокой природной устойчивостью ограниченно.
--
Совокупность методик оценки территориального ландшафтного планирования, оценки земель и покомпонентный анализ ландшафта могут служить методологической основой для комплексной агролесомелиоративной оценки ландшафтов.
--
Предложенные оптимальное соотношение угодий в различных административных областях регионов основаны главным образом на нормативном планировании размещения агролесомелиоративных насаждений, пашни, сенокосов и лугов, реже на специальных исследованиях без глубокого теоретического обоснования на основании изучения структуры, динамики и эволюции агроландшафтов.
--
Развивающиеся за рубежом различные концепции устойчивого сельского хозяйства рассчитаны в основном на отдельные поля, хозяйства, без учета ландшафтных особенностей территории.
--
Агроландшафтное проектирование в основном сводится к выделению или почвенных контуров, экологически однородных участков (агрофаций), основанному на контурной организации агроландшафта или элементарных водосборов, склоновой зональности, но не ландшафтов или типов местности в целом.
--
Основой обустройства и экологической оптимизации степных регионов является агролесомелиорация. Недостаточно изучены следующие вопросы:
а) не обоснована концепция экологической оптимизации для региона;
б) нет методики оценки экологического состояния ландшафта и создания оптимальных агролесоландшафтов в разных типах местности;
в) общие закономерности динамики и эволюции агролесоландшафтов;
г) обоснование оптимального соотношения угодий в ландшафте.